dề thi HSG Lí hay

uỷ ban nhân dân Kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện huyện Quế sơn năm học 2004-2005 Phòng giáo dục và đào tạo Môn : Vật lý 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề chính thức - Vòng 2 Câu 1: (2,5 điểm) Một đầu của cân thăng bằng treo một vật bằng chì và đầu kia của cân treo một vật hình trụ bằng đồng đợc khắc vạch chia độ từ 0 đến 100. Có hai cốc A, B đựng hai chất lỏng khác nhau ( Hình H 1 ). - Ban đầu khi cha nhúng hai vật vào chất lỏng, cân ở trạng thái cân bằng . - Khi cho vật bằng chì chìm hẳn trong chất lỏng A và vật hình trụ trong chất lỏng B thì phải nâng cốc chứa chất lỏng B đến khi mặt thoáng của chất lỏng B ngang với vạch 81 thì cân mới cân bằng. - Khi cho vật bằng chì chìm hẳn trong chất lỏng B và vật hình trụ trong chất lỏng A thì phải nâng cốc chứa chất lỏng A đến khi mặt thoáng của chất lỏng A ngang với vạch 64 thì cân mới cân bằng. Tính tỷ số khối lợng riêng của hai chất lỏng A và B. Câu 2 : ( 2,0 điểm) Một bình cách nhiệt có dây đốt nóng bên trong chứa 2kg nớc đá và 2kg một chất X dễ nóng chảy và không hoà tan trong nớc. Nhiệt độ ban đầu của cả bình là - 40 0 C Công suất toả nhiệt của dây không đổi . Nhiệt độ của bình biến thiên theo thời gian nh ở đồ thị hình H 2 khi cho dây đốt nóng hoạt động. Hãy xác định : - Nhiệt nóng chảy của chất rắn X . - Nhiệt dung riêng của chất X ở trạng thái lỏng. Cho nhiệt dung riêng của nớc đá là 2000 j/kg.độ . Nhiệt dung riêng của chất rắn X là 1000 j/kg.độ Câu 3 : ( 2,5 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ ( Hình H 3 ) . Hiệu điện thế giữa hai điểm B,D không đổi. Khi mở và đóng khoá K vôn kế V lần lợt chỉ hai giá trị U 1 và U 2 . Biết R 2 = 4R 1 và vôn kế V có điện trở rất lớn. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu B,D theo U 1 , U 2. D Hình H 1 Hình H 2 0 c Phút Câu 4 : ( 3,0 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ ( Hình H 4 ) . R AB = 4 Nếu : - Đổi chổ R 2 cho R 1 thì R AB =4,5 - Đổi chổ R 3 cho R 1 thì R AB =7,2 a. Tìm tỷ số 1 2 R R . b. Tìm R 1 ; R 2 ; R 3 . uỷ ban nhân dân Kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện huyện Quế sơn năm học 2004-2005 Phòng giáo dục và đào tạo Môn : Vật lý 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề chính thức - Vòng 1 Câu 1: ( 2,5 điểm) Một thanh thẳng đồng chất thiết diện đều có chiều dài l. Đầu trên của thanh đợc giữ bởi một bản lề có trục quay nằm ngang. Đầu dới của thanh nhúng xuống n- ớc. a. Khi thanh cân bằng thì mực nớc ngập đến chính giữa thanh ( hình H 1 ). Tìm trọng lợng riêng d của thanh biết d nớc = 10000 N/m 3 b. Nếu nhúng đầu bản lề xuống nớc ( hình H 2 ). Tính chiều dài phần ngập của thanh trong nớc Hình H 3 Hình H 4 (Hình H 1 ) (Hình H 2 ) Câu 2 : ( 2,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt . Bình 1 chứa m 1 = 4kg nớc ở nhiệt độ t 1 = 20 0 C; Bình 2 chứa m 2 = 8kg nớc ở nhiệt độ t 2 = 40 0 C. Ngời ta trút một lợng nớc m từ bình 2 sang bình 1. Sau khi bình 1 đạt cân bằng nhiệt tại t 1 ngời ta lại trút một lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2. Nhiệt độ của bình 2 khi đạt cân bằng nhiệt là t 2 = 38 0 C. Tính nhiệt độ t 1 khi bình 1 đạt cân bằng nhiệt và lợng nớc m . Câu 3 : ( 3,0 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ ( H 3 ) a. Vẽ sơ đồ mạch tơng đơng để tính R AB trong các trờng hợp sau : - K 1 đóng, K 2 hở. - K 1 hở , K 2 đóng. - K 1 , K 2 đều đóng. b. Tính R AB theo R 1 ,R 2 , R 3 ,R 4 ,R 5 ,R 6 ,R 7 cho mỗi trờng hợp trên. Câu 4 : ( 2,0 điểm) Một vật sáng đặt trớc một thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét có độ cao h 1 trên màn ảnh. Nếu giữ vật và màn ảnh cố định, di chuyển thấu kính giữa vật và màn ảnh thì ta đợc ảnh thứ hai rõ nét trên màn ảnh có độ cao h 2 . Tính độ cao h của vật theo h 1 , h 2 . Hình H 3 Hớng dẫn chấm Môn Vật lý 9 - Vòng 2 Câu 1: (2,5 điểm) - Ban đầu khi cha nhúng hai vật vào chất lỏng, cân ở trạng thái cân bằng nên P 1 = P 2 ( = P) Dựa vào lần nhúng 1 đợc : - Lực đẩy Acsimet tác dụng lên các vật là F 1 = V 1 .d A ; F 2 = 100 81 .V 2 .d B - Cân thăng bằng nên : P - F 1 = P - F 2 hay F 1 = F 2 - V 1 d A = 100 81 .V 2 .d B . (1) Dựa vào lần nhúng 2 đợc : - Lực đẩy Acsimet tác dụng lên các vật là F 1 = V 1 .d B ; F 2 = 100 64 .V 2 .d A - Cân thăng bằng nên : P - F 1 = P - F 2 hay F 1 = F 2 - V 1 d B = 100 64 .V 2 .d B . (2) - Chia (1) cho (2) vế theo vế đợc : A B B A dV dV dV dV 1 1 1 1 100 64 100 81 = - 64 81 2 2 = B A d d hay 8 9 = B A d d ( Mỗi ý cho 0,25 điểm ; riêng ý 8 cho 0,50 điểm) Câu 2 : (2,0 điểm) - Gọi : khối lợng nớc đá và chất rắn là m ( m=2kg). Thời gian tơng ứng với các đoạn AB, BC, CD là T 1 , T 2 , T 3 .( T 1 =3,T 2 =5,T 3 =4) Biến thiên nhiệt độ ứng với các đoạn AB,CD là t 1 , t 2 (t 1 =t 2 =20 0 ) Gọi công suất đốt nóng dây là N ( J/phút) có : - Xét đoạn AB : Nớc đá và chất rắn X hấp thụ nhiệt : (c nđ + c ) m t 1 = NT 1 . (1) - Xét đoạn BC : Chất rắn x nóng chảy : m = NT 2 (2) - Xét đoạn CD : Nớc đá và chất lỏng X hấp thụ nhiệt : (c nđ + c x ) m t 2 = NT 3 . (3) - Chia (2) cho (1) đợc : 1 12 )( T tccT nd + = - Thay số đợc kgJ /10 5 = - Chia (3) cho (1) đợc : nd nd x c Tt cctT c + = 12 13 )( - Thay số đợc ./10.2 3 kgJc x = độ ( Mỗi ý cho 0,25 điểm) Câu 2 : ( 2,5 Điểm) - Khi K mở ta có R 0 nt R 2 . do đó : )()( 20 0 1 20 RR R U RRIU BDBD +=+= - 1 12 0 UU UR R BD = (1) - Khi K đóng ta có R 0 nt ( R 1 //R 2 ) . Do đó : 5 2 0 2 2 21 21 0 2 2 R R U U RR RR R U UU BD += + += D - )(5 2 22 0 UU UR R BD = (2) - Từ (1) và (2) ta đợc : 1 12 UU UR BD = )(5 2 22 UU UR BD - 21 21 5 4 UU UU U BD = ( Mỗi ý 1, 2, 3 , 5 cho 0,50 điểm, mỗi ý 4, 6 cho 0,25 điểm) Câu 4: (3,0 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ . R AB = 4 - Có 4 = R 1 + 32 32 RR RR + = 32 323121 RR RRRRRR + ++ - hay : 323121 32 4 1 RRRRRR RR ++ + = (1) - Tơng tự có : 323121 31 5,4 1 RRRRRR RR ++ + = (2) - 323121 21 2,7 1 RRRRRR RR ++ + = (3) Cộng (1), (2) , (3) vế theo vế : - 323121 321 36 11 RRRRRR RRR ++ ++ = (4) - Trừ (4) cho (1) đợc : 323121 1 36 2 RRRRRR R ++ = (5) - Trừ (4) cho (2) đợc : 323121 2 36 3 RRRRRR R ++ = (6) - Trừ (4) cho (3) đợc : 323121 3 36 6 RRRRRR R ++ = (7) - Chia (6) cho (5) đợc R 2 = 1,5 R 1 . - Chia (7) cho 5 đợc R 3 = 3 R 1 - Thay R 2 , R 3 vào đợc : R 1 =4 - 11 11 35,1 3.5,1 RR RR + => R 1 = 2 = R 2 = 3 R 3 = 6 A B R 1 R 2 R 3 ( Mỗi ý cho 0,25 điểm - riêng ý 5 cho 0,50 điểm) Hớng dẫn chấm Môn Vật lý 9 - Vòng 1 Câu 1: (2,5 điểm) - Thanh chịu tác dụng của hai lực : Trọng lực P đặt tại trung điểm G của thanh và lực đẩy acsimet F đặt tại trung điểm I của GA - Điều kiện cân bằng của thanh là : P.OG = F.OI - 3 2 == OI OG P F (1) - Gọi V là thể tích và d là trọng lợng riêng của thanh ta có : P = d.V và F = d nớc . 2 V - Thay vào (1) đợc : 3. d nớc . 2 V =2.d.V . Rút đợc d = 4 3 d nớc .Thay số đợc d = 7500 N/m 3 . - Khi nhúng đầu bản lề xuống. Đặt x là độ dài ngập trong nớc của thanh . Thanh chịu tác dụng của các lực : Trọng lực P tại trung điểm của thanh và lực đẩy acsimet F tại cách O một đoạn x/2. - Điều kiện cân bằng của thanh là : P.OG = F.OI - P = d.V và F = V l x . d nớc - Thay vào (2) đợc : d.V. 2 l = V l x . d nớc . 2 x - Đợc : nuoc d d lx = . Thay số đợc 2 3l x = ( Mỗi ý cho 0,25 điểm) O B A G I P F Câu 2: ( 2,5 điểm) Xét bình 2 sau hai lần đổ : - Khối lợng không đổi, nghiệt độ giảm từ 40 0 C xuống 38 0 C - Nhiệt lợng toả ra Q 2 = cm 2 (t 2 - t 2 ) Xét bình 1 sau hai lần đổ : - Khối lợng không đổi, nghiệt độ tăng từ 20 0 C xuống lên t 1 0 C - Nhiệt lơng thu vào : Q 1 = cm 1 (t 1 - t 1 ) - Q 1 = Q 2 hay cm 2 (t 2 - t 2 ) = cm 1 (t 1 - t 1 ) - t 1 = 1 1 222 )'( t m ttm + - Thay số vào tính đợc : t 1 = 24 0 C - Phơng trình cân bằng nhiệt cho lần trút thứ nhất : mc(t 2 - t 1 ) = m 1 c(t 1 -t 1 ) - m = )( )( )( )( ' 22 1 ' 11 ' 22 1 ' 11 tt ttm ttc ttcm = - Thay số và tính đợc 1 (kg). ( Học sinh có thể giải bằng cách lập hai phơng trinh cân bằng nhiệt Phơng trình cân bằng nhiệt cho lần trút thứ nhất : mc(t 2 - t 1 ) = m 1 c(t 1 -t 1 ) Phơng trình cân bằng nhiệt cho lần trút thứ hai : mc(t 2 - t 1 ) = c (m 2 - m)(t 2 -t 2 ) Thay số vào và thực hiện giải hệ để tìm t 1 ) ( Mỗi ý cho 0,25 điểm) Câu 3 : ( 3,0 điểm) a. Vẽ sơ đồ tơng đơng : - K 1 đóng, K 2 hở : R AB = 432 71 71 432 71 71 )).(( RRR RR RR RRR RR RR +++ + ++ + - K 1 hở , K 2 đóng. R AB = 32 32 741 741 RR RR RRR RRR + + ++ - K 1 , K 2 đều đóng. R AB = 32 32 65 74 74 1 65 74 74 1 )( )( RR RR RR RR RR R RR RR RR R + + ++ + + ++ + ( Mỗi trờng hợp 1,0 điểm. Trong đó sơ đồ mạch 0,50 - R tđ : 0,50 điểm) Câu 4 : ( 2,0 điểm ) - Từ công thức ' 111 ddf += - Do f không đổi, d + d không đổi nên nếu gọi d 1 , d 1 d 2 , d 2 lần lợt là khoảng cách từ vật đến thấu kính và khoảng cách từ thấu kính đến ảnh ta có d 1 = d 2 và d 2 = d 1 - Có : 1 11 ' d d h h = (1) - và : 2 22 ' d d h h = (2) - Chia (1) cho (2) vế theo vế đợc 1 21 2 = hh h - suy ra đợc : 21 hhh = ( Mỗi ý cho 0,25 điểm - ý 2 và ý 5 cho 0,50 điểm) . - F 1 = P - F 2 hay F 1 = F 2 - V 1 d B = 100 64 .V 2 .d B . (2) - Chia (1) cho (2) vế theo vế đợc : A B B A dV dV dV dV 1 1 1 1 100 64 100 81 = - 64 81 2 2 = B A d d hay 8 9 = B A d d (. (3) - Chia (2) cho (1) đợc : 1 12 )( T tccT nd + = - Thay số đợc kgJ /10 5 = - Chia (3) cho (1) đợc : nd nd x c Tt cctT c + = 12 13 )( - Thay số đợc ./10.2 3 kgJc x = độ ( Mỗi ý cho 0,25 điểm) Câu. trọng lợng riêng của thanh ta có : P = d.V và F = d nớc . 2 V - Thay vào (1) đợc : 3. d nớc . 2 V =2.d.V . Rút đợc d = 4 3 d nớc .Thay số đợc d = 7500 N/m 3 . - Khi nhúng đầu bản lề xuống. Đặt